Prof. Dr.-Ing. Volker WagnerFreier Gutachter

Europaingenieur

Sachverständiger beim Deutschen Institut für Bautechnik

Landesverband Nord-Ost

29. Kanalnachbarschaftstag

Sanierung von Abwasserpumpwerken

Abwasserpumpwerke oder auch Abwasserhebewerke sind technische Einrichtungen zum Zwangstransport von Abwasseraus Trenn- oder Mischwassersystemen. Sie bestehen aus Gebäudehülle, Transporteinrichtung und Elektro-, Mess-, Steuer-,Regel- und oft Datenübertragungstechnik. Bisher wurden diese Bauwerke vornehmlich aus Mauerwerk, Ortbeton oderFertigteilen aus Beton und Stahlbeton hergestellt.Alle Verfahren zur Abwasserförderung haben ihre grundsätzlichen Vor- und Nachteile, die in folgenden Punkten liegen:• Wirkungsgrad / Energieverbrauch• Investitionen• Wartungsmöglichkeit• Betriebskosten• Beherrschung von Problemen wie Sulfidentstehung im System, Druckstoßkompensation, Feststofftransport, Platzbedarf,

Anpassungsfähigkeit an veränderte Medienbedingungen und an veränderte Mengen• Standzeiten• Hygienische Gesichtspunkte• Wirtschaftlichkeit insgesamt

ehemaliges Abwasserpumpwerk Radialsystem V an der Spree in Berlin Pumpwerk Hamburg Landungsbrücken zum Transport der HamburgerAbwässer über die Elbe zur Kläranlage Köhlbrandhöft

Abwasserpumpwerke

Beton oder Stahlbeton (ca. 63 %)

Gemauerte Schächte (28 %)

Kunststoffschächte (0,36 %)

Schachtmaterialien

Bild: WET Wassertechnik GmbH

WET Wassertechnik GmbH

Gliederung der Schachtsanierung

Schachtsanierung (NO DIG)

Reparatur Renovierung

Schachtabdeckung Ausbessern

Injektion und Verpressen

Beschichtung Auskleidung

Beim Ausbessern von Fehlstellen, wie Fehlstellen im Beton, korrodierte Klinkerfugen oderReparatur des Gerinne oder des Auftritts kommen moderne modifizierte Mörtel zum Einsatz,die abwasserresistent, hohe Endfestigkeiten aufweisen, ein gutes Haftvermögen besitzen und

möglichst ohne Volumenveränderung schnell erstarren

Reparatur: Ausbessern

Um undichte Stellen zu stoppen oder Hohlräume zu verfüllen, werden heute Spezialpackerverwendet, die Harze oder modifizierte Zementleime injizieren bzw. verpressen

Injizieren von Epoxydharz, Rissbreite > 0,1mmSetzen von Injektionsdüsen

Hohlraumverfüllung mitZementsuspension, Rissbreite > 1,5,mm

Dichten und Verfüllen mitPolyurethanharz, Rissbreite > 0,3 mm

Bohrpacker mit

-Durchflussöffnung,

-Druckbelastung und

-Rückschlagsicherung

Reparatur: Injizieren und Verpressen

• Mineralische Mörtel mit Zementgehalt, wie Zementmörtelund kunststoffmodifizierte Mörtel• Mineralische Mörtel ohne Zementgehalt, wie Silikatmörtel• Reaktionsharzbeschichtungen mit UP-, EP-, PUR- undPMMA-Harze

PMMA-Harzbeschichtung(Polymethylmethacrylat)

PUR-Harzbeschichtung

Zementmörtelbeschichtung mitDickenmessung (ca. 20 mm)

Renovation: Beschichten

Wesentliche Voraussetzung aller Beschichtungen ist ein fester, kraftschlüssiger und dauerhafterVerbund zum Untergrund. Der Untergrund muss frei von losen und mürben Teilen sein und er darfnicht absanden. Außerdem muss er frei sein von artfremden Stoffen, wie Fette, Altbeschichtungen,Ausblühungen u.s.w. und eine der Beschichtung angepasste Rauheit haben. Der Untergrund sollte

eine Rauhtiefe von ca. 1 bis 2 mm haben.

HöchstdruckwasserstrahlenHierbei wird ein Wasserstrahl von mehr als 1000 bar Druck mit Hilfe rotierenderDüsen über die Oberfläche geführt. Dadurch erfolgt ein schälend­auswaschenderAbtrag. Es sind Vorversuche zur Festlegung der Intensität geboten.Druckluftstrahlen mit festem StrahlgutVerfahren, bei denen mit quarzfreien, festen Strahlmitteln und Druckluft die Ober-fläche manuell abrasiv behandelt wird. Diese Staubbelastung lässt sich durchZugabe von Wasser zum Strahlgemisch vermindern, es wird dann vom Feucht-strahlen gesprochen.DruckwassergranulatstrahlenDruckwassergranulatstrahlen bezeichnet eine Mischform aus Hochdruckwasser-und Druckluftstrahlen mit festem Strahlgut. Ein Kompressor erzeugt einen Hoch-druckwasserstrahl von ca. 400 - 500 bar, welcher dann durch eine Düse auf dieOberfläche trifft. Mit dem Wasserstrahl mitgeführt wird das quarzfreie Strahlgut wiez.B. Hochofenschlacke.

Renovation: Beschichten - Vorbehandeln des Untergrunds

Prüfung des Untergrundes- Prüfung des Feuchtigkeitsgehalt des im Untergrund z.B. mittels CM-Gerät- Prüfung der Festigkeit des Betons z.B. mit dem Schmidt-Hammer- Prüfung der Oberflächenhaftzugfestigkeit z.B. Haftzugstempel kleben und abschließend mittelsgeeignetem Gerät die Haftzugfestigkeit prüfen (> 15 MPA)- Prüfung auf Schäden durch Bewehrungskorrosion- Prüfung auf ablösbare Schichten und Altbeläge z.B. Kratz- und Schneidproben, evtl.Probebeschichtung- Prüfung auf Verschmutzungen und Verölungen z.B. Benetzungsprüfung mit Wasser- Prüfung auf Chloridgehalt mit Entnahme von Bohrmehl und chem. Messung des Chloridgehaltes- Prüfung auf rückwärtige Durchfeuchtung z.B. durch Ziehen von Bohrkernen- Prüfung auf Hohlstellen Abklopfen des Untergrundes z.B. mittels Schlepphammermethode- Prüfung auf Risse Inaugenscheinnahme, Rissbreitenmesser, Rissbewegung- Prüfung der Rauheit, z.B. mit Wasseraufnahme

CM-Gerät(Calciumkarbidmethode) Schmidt-Hammer Haftzugfestigkeit

Renovation: Beschichten - Vorbehandeln des Untergrunds

Beim Beschichten wird der Beschichtungsstoff durch einen schnell rotierenden Schleuderkopf miteiner Drehgeschwindigkeit von ca. 2000 bis 5000 Drehungen pro Minute gegen die

Schachtinnenwand aufgetragen. Der Rechts- und Linkslauf des Schleuderkopfes vermindertSpritzschatten z.B. bei Steigbügel. Die gewünschte Schichtdicke wird bei konstanter

Ziehgeschwindigkeit in mehreren Gängen aufgetragen.Beim mineralischen Mörtel ist die Endschichtdicke in der Regel 20 mm.

Renovation: Beschichten

Frische Mörtelbeschichtungen erreichen Ihre Festigkeiten durch Reaktion des Wassers mit denBindemitteln, also durch Hydration. Falls die Luftfeuchtigkeit im sanierten Schacht unter 95 %

sinkt, muss nachbehandelt werden, zum Beispiel durch Besprühen mit Wasser. Es soll erreichtwerden, dass eine höhere Festigkeit und Dauerhaftigkeit erreicht wird und die Porositätverringert wird, um die Dichtigkeit zu gewährleisten und Schwindrissen vorzubeugen.

Mindestens 72 h lang vor einem übermäßigenVerlust von Wasser zu schützen (mit z.B. chem.

Nachbehandlungsmittel, Jute, Folie, usw.).

Nachbessern

Renovation: Beschichten - Nachbehandeln

Mehrschichtbeschichtung am Beispiel Spectrashield aus den USA:1. Schicht - Feuchtigkeitssperre aus Silikon-Polymer, 2. Schicht – Füllschicht aus PUR-Schaum,

3. Schicht – Schutzschicht aus Silikon-Polymer

Renovation: Mehrfachbeschichtung

Die Oberflächenzugfestigkeit (auch Haftzugfestigkeit genannt) der Beschichtung mit einerSchichtdicke größer 14 mm muss nach DWA-M 143-17 im Mittel über 0,5MPa liegen und die

Druckfestigkeit größer als 15MPa sein.

Baustellenprüfung der Haftzugfestigkeit: Es sind die Vorgaben der ZTV-lng Teil 1 einzuhalten. Das Prüfgerätmuss geeicht sein und die letzte Überprüfung nicht älter als zwei Jahre sein. Bevor die Prüfstempel mit 50 mmDurchmesser aufgeklebt werden, wird die Oberfläche gereinigt ohne die Materialstruktur zu beeinflussen.Als Klebstoff wird meist ein Kleber aus Methylmethacrylat eingesetzt. Dieser Kleber kann örtlichen Temperatur-bedingungen angepasst und die Wartezeit bis zur Prüfung auf 30 Minuten verringern. Er ist auch in der Lageauf noch kalten und mattfeuchten Oberflächen eingesetzt zu werden.Die Stempel werden mit einer konstanten elektrischen oder hydraulischer Kraftanstiegsqeschwindigkeit von100N/s abgezogen. Üblicherweise werden 5 Stempel aufgebracht und abgezogen. Unter Laborbedingungenkönnen 1,5 N/mm² (1,5MPa)erreicht werden.

Renovation: Beschichten – Prüfung der Haftzugfestigkeit

In Deutschland wird eher das S + T Baukastensystem angewendet. Hier wird eine ca. 10 mm dicke PEHD-Noppenbahn zugeschnitten und in das Bauwerk eingepasst. Die Verbindungen werden, wie bei PE meist

üblich, stoffschlüssig warmgasextrusionsverschweißt. Nach dem Prüfen der Schweißnähte mit elektrischerHochspannung wird der durch die Noppen entstandene Ringraum mit einem speziellen frühfesten

Dämmermaterial verfüllt. Durch die für das Material charakteristischen Ankernoppen entsteht so eine festeVerbindung über den Dämmer mit dem Schacht.

S + T Baukastensystem: Einbau der Noppenbahnen und stoffschlüssige Warmgasextrusionsschweißung der PEHD – Bahnen,Prüfen der Schweißnähte, Verfüllen des Ringraums und Sicht in den sanierten Schacht

Renovation: Auskleidung mit HDPE-Noppenelementen

Beim Einbau von werksseitig hergestellten Rohren muss der Schachthals mit der Abdeckung unddie Steigeisen entfernt werden. Dann wird das Rohr in einen schnell härtenden Mörtel auf dem

Schachtboden gestellt und der Ringraum ca. 15 cm verfüllt. Nach den entsprechendenRohranschluss- und Gerinnearbeiten wird der gesamte Ringraum verfüllt

Bilder: HOBAS GmbH

Renovation: Auskleidung mit Rohren

Bilder: Schimmelschmidt Engineering

Renovation: Auskleidung mit Rohren

Verdübeln der GFK-Auskleidung, Verfüllen des Ringraums und handlaminieren der Verbindungen und Dübel

Renovation: Auskleidung mit Montageplatten aus GFK

Bild: GFK/tec GmbH

Renovation: Auskleidung mit Montageplatten aus GFK